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【專家解說】：　　弧焊電源技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析 　　弧焊技術(shù)是現(xiàn)代焊接技術(shù)的重要組成部分，其應(yīng)用范圍幾乎涵蓋了所有的焊接生產(chǎn)領(lǐng)域。電弧焊作為一種基本的金屬處理方法，被廣泛的運用于國民經(jīng)濟的各部門，為電弧焊提供能量的弧焊電源從誕生起已取得了很大的發(fā)展。 　　1弧焊電源發(fā)展歷程 　　作為一種氣體導(dǎo)電的物理現(xiàn)象，電弧是在19世紀初被發(fā)現(xiàn)的，直到1885年俄國人別那爾道斯發(fā)明碳極電弧可以看作是電弧作為熱源應(yīng)用的創(chuàng)始，而電弧真正運用于工業(yè)是在1892年發(fā)現(xiàn)金屬極電弧后。上世紀40年代研究成功埋弧焊，而隨著航天與原子能的發(fā)展出現(xiàn)了氬弧焊。上世紀50年代出現(xiàn)了CO2與各種氣體保護焊并研究出等離子弧焊，到70 - 80年代，弧焊電源的發(fā)展更是出現(xiàn)飛躍:多種型式的弧焊整流器相繼出現(xiàn)和完善，研制成功多種型式的脈沖弧焊電源，為進一步提高焊接質(zhì)量和適應(yīng)全位置焊接自動化提供了性能優(yōu)良的弧焊電源。此外，還先后研制成功高效節(jié)能，性能好，晶閘管式、晶體管式、場效應(yīng)管式和IGBT弧焊逆變器。隨著新型弧焊技術(shù)的發(fā)展，弧焊電源也有了長足的進步。 　　2弧焊電源的分類、特點及運用 　　2.1 弧焊電源的分類 　　弧焊電源的分類無論是國內(nèi)還是國外都有不同的分類方法，因此其結(jié)果也不盡相同，本文采用陳祝年的分類方法。 　　2.2各種弧焊電源的特點及運用 　　弧焊變壓器，它把網(wǎng)路電壓的交流電變成適宜于弧焊的低壓交流電，由主變壓器及所需的調(diào)節(jié)部分和指示裝置等組成。 　　它具有結(jié)構(gòu)簡單、易造易修、成本低、效率高等優(yōu)點，但其電流波形為正弦波，輸出為交流下降外特性，電弧穩(wěn)定性較差，功率因數(shù)低，但磁偏吹現(xiàn)象很少產(chǎn)生，空載損耗小，一般應(yīng)用于手弧焊埋、弧焊和鎢極氬弧焊等方法。 　　矩形波交流弧焊電源，它采用半導(dǎo)體控制技術(shù)來獲得矩形波交流電流，其電弧穩(wěn)定性好，可調(diào)參數(shù)多，功率因數(shù)高。它除了用于交流鎢極氬弧焊(TIG)外，還可用于埋弧焊，甚至可代替直流弧焊電源用于堿性焊條手弧焊。 　　直流弧焊發(fā)電機，一般由特種直流發(fā)電機和獲得所需外特性的調(diào)節(jié)裝置等組成.它的缺點是空載損耗較大、磁偏吹現(xiàn)象較明顯、效率低、噪聲大、造價高、維修難；優(yōu)點是過載能力強、輸出脈動小，可用于各種弧焊方法的電源，也可用柴油機驅(qū)動用于沒有電源的野外施工?；『刚髌?，它是把交流電經(jīng)降壓整流后獲得直流電的，外特性可以是平的或下降的，它由主變壓器、半導(dǎo)體整流元件以及獲得所需外特性的調(diào)節(jié)裝置等組成。與直流弧焊發(fā)電機比較，它具有制造方便、價格低、空載損耗小、噪聲小等優(yōu)點，而且大多數(shù)可以遠距離調(diào)節(jié)，能自動補償電網(wǎng)電壓波動對輸出電壓、電流的影響，但有磁偏吹現(xiàn)象.它可作為各種弧焊方法的電源。 　　弧焊逆變器，它把單相(或三相)交流電經(jīng)整流后，由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)閹装僦翈兹f赫茲的中頻交流電，經(jīng)降壓后輸出交流或直流電。整個過程由電子電路控制，使電源具有符合需要的外特性和動特性。它具有高效節(jié)電、質(zhì)量輕、體積小、功率因數(shù)高、控制性能好、動態(tài)響應(yīng)快易于實現(xiàn)焊接過程的實時控制、焊接性能好等獨特的優(yōu)點，可用于各種弧焊方法，是一種最有發(fā)展前途的普及型弧焊電源。脈沖弧焊電源，焊接電流以低頻調(diào)制脈沖方式饋送，一般是由普通的弧焊電源與脈沖發(fā)生電路組成，也有其他結(jié)構(gòu)形式。它具有效率高，輸入線能量較小，可在較寬范圍內(nèi)控制線能量等優(yōu)點。這種弧焊電源用于對熱輸入量比較敏感的高合金材料薄板和全位置焊接，具有獨特的優(yōu)點。 　　3弧焊電源技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 　　3.1弧焊電源技術(shù)的現(xiàn)狀 　　傳統(tǒng)的弧焊電源，如占焊機總產(chǎn)量90%的手弧焊機生產(chǎn)中，是以技術(shù)落后的矩形動鐵式和大量耗材的動圈式交流弧焊機為主。在我國直流弧焊電源中，在國家三令五申下，雖已逐步減少了電力拖動的旋轉(zhuǎn)式直流弧焊發(fā)電機的生產(chǎn)，但未能完全禁絕。對整流式弧焊電源的推廣，也是較為困難，由于老式的硅整流弧焊電源的性能難以與旋轉(zhuǎn)式直流弧焊電源相匹敵，而國家重點推廣的晶閘管整流電源ZX5 -250、ZX5 - 400初期性能并不穩(wěn)定，使用戶無所適從，這一局面直到90年代中期才得到改變。 　　數(shù)字化弧焊技術(shù)是一種新興的技術(shù)，數(shù)字化弧焊電源是指焊機主要的控制電路由數(shù)字控制技術(shù)替代傳統(tǒng)的模擬控制技術(shù)，且在控制電路中的控制信號也由模擬信號過渡到0 /1編碼的數(shù)字信號。數(shù)字系統(tǒng)與模擬系統(tǒng)相比有著明顯的優(yōu)勢，數(shù)字系統(tǒng)具有系統(tǒng)靈活性好、控制精度高、穩(wěn)定性與產(chǎn)品一致性好、接口兼容性好以及系統(tǒng)功能升級方便等特點。1994年，國外Fronius公司的Lahnsteiner.Robert指出，現(xiàn)代GMAW焊接電源應(yīng)滿足多方面的不同需求，如:適合于短路過渡焊接、脈沖焊接、射流過渡焊接和高熔敷率焊接等焊接工藝，合理的焊接電源外特性可以通過原邊工作于開關(guān)狀態(tài)的逆變電源實現(xiàn)；大量的焊接規(guī)范參數(shù)的設(shè)計必須實現(xiàn)Synergic控制(一元化控制)以使焊接電源便于操作；為滿足新的質(zhì)量控制要求，焊接電源必須實時記錄焊接規(guī)范參數(shù)、識別偏差量 ?；谏鲜鏊枷耄殡S著新型的功能強大的數(shù)字信息處理器DSP的出現(xiàn)，F(xiàn)ronius公司推出了全數(shù)字化焊接電源，隨后Panosonic等公司也推出了各自的數(shù)字化焊接電源產(chǎn)品，并相繼進入中國市場。數(shù)字化焊接電源實現(xiàn)了柔性化控制和多功能集成，具有控制精度高、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、產(chǎn)品一致性好、功能升級方便等優(yōu)點 。如Fronius公司的Transplus synergic 2700 /4000 /5000系列產(chǎn)品在一臺焊機上實現(xiàn)了MIG/MAG、TIG和手工電弧焊等多種焊接方法，可存儲近80個焊接程序，實時顯示焊接規(guī)范參數(shù)，通過單旋鈕給定焊接規(guī)范參數(shù)和電流波形參數(shù)，可以實現(xiàn)熔滴過渡和弧長變化的精確控制，同時，此類焊接電源還可以通過網(wǎng)絡(luò)進行工藝管理和控制軟件升級。 　　3.2弧焊電源技術(shù)發(fā)展 　　弧焊電源從誕生到目前已經(jīng)歷了一百多年的歷史，它總是隨著科技的進步而發(fā)展。預(yù)計未來的弧焊電源將朝著這幾方面發(fā)展: 　　其一，數(shù)字化弧焊電源。從硬件電路角度看，數(shù)字化電源借助DSP技術(shù)實現(xiàn)了PID控制器和PWM信號發(fā)生電路的數(shù)字化。隨著實現(xiàn)了模擬電路和數(shù)字電路有機結(jié)合的混模電路的出現(xiàn)，預(yù)計不久的將來分立式的模擬電路將逐步為高度集成的數(shù)字化混模電路所取代。而焊接電源和功率模塊的設(shè)計制造也可根據(jù)需要以數(shù)字化的方式完成。焊接電源的能量控制由電流、電壓、時間的協(xié)同方式來完成，具體表現(xiàn)為輸出波形的數(shù)字化。 　　其二，綠色弧焊電源。早在2000年就有人提出綠色焊機的概念，綠色焊接是在全球資源與能源日漸緊缺，人民的環(huán)保意識逐漸增強的情況下提出的。節(jié)能環(huán)保的綠色焊機必是未來焊機弧焊電源的研制發(fā)展方向。 　　4結(jié)語 　　近年來隨著市場競爭的日趨激烈，提高焊接生產(chǎn)的生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)焊接生產(chǎn)的自動化、智能化越來越得到焊接生產(chǎn)企業(yè)的重視。而人工智能技術(shù)、計算機視覺技術(shù)、數(shù)字化信息處理技術(shù)、機器人技術(shù)等現(xiàn)代高新技術(shù)的溶入，也促使弧焊技術(shù)正向著焊接工藝高效化、焊接電源控制數(shù)字化、焊接質(zhì)量控制智能化、焊接生產(chǎn)過程機器人化的方向發(fā)展，弧焊設(shè)備也向著智能化發(fā)展、機器人化發(fā)展。本文綜述的內(nèi)容只是其中很少一部分，希望能夠起到促進交流，共同提高的作用。